DE19836017A1 - Verfahren zur Bemessung der Bremskraft - Google Patents

Abstract

Bei einem Kraftfahrzeug mit einem Bremssystem, das einen selbsttätigen Bremseneingriff ermöglicht, werden bei Stillstand des Kraftfahrzeugs die Räder an Vorder- und Hinterachse festgestellt. Erfindungsgemäß wird bei Lenkvorgängen am stehenden Fahrzeug die Bremskraft (B¶VA¶) an den Rädern der Vorderachse zurückgenommen, um die Lenkkräfte zu reduzieren. Gleichzeitig wird die Bremskraft (B¶HA¶) an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs erhöht, um das Fahrzeug sicher zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bemessung der Bremskraft an einer Vor­ derachse und einer Hinterachse eines durch selbsttätigen Bremseneingriff festge­ stellten Fahrzeugs.

Bei Kraftfahrzeugen, die mit einer Betriebsbremse ausgestattet sind, die einen selbsttätigen Bremseneingriff ermöglicht, können verschiedene Sicherheits- und Komfortfunktionen realisiert werden. Derartige Bremssysteme arbeiten beispiels­ weise elektromechanisch oder elektrohydraulisch und sind bevorzugt als brake-by- wire-Systeme ausgeführt. So kann z. B. das zum Stillstand gekommene Fahrzeug festgestellt werden, indem das Bremssystem die Rad bremsen ohne Zutun des Fah­ rers aktiviert. Um bei möglichst geringem Energieeinsatz (beispielsweise für die Elektromotore an den Radbremsen oder für die Hydraulikpumpe) eine ausreichende Feststellwirkung zu erzielen, werden hierbei die Radbremsen sowohl an der Vorder- als auch an der Hinterachse aktiviert.

Werden bei einem derartig festgestellten Fahrzeug nun gleichzeitig Lenkmanöver durchgeführt, wie dies beispielsweise beim Rangieren des Fahrzeugs der Fall ist, so ergibt sich für die Lenkbewegungen ein höherer Kraftbedarf als dies bei unge­ bremsten, stillstehenden Vorderrädern der Fall wäre. Diese höheren Lenkkräfte müssen durch entsprechende Energiebereitstellung für ein kraftunterstützendes oder ein fremdkraftbetätigtes Lenksystem aufgebracht werden. Außerdem muß das Lenksystem entsprechend diesen maximal auftretenden Lenkkräften dimensioniert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem der Energiebe­ darf für Lenkmanöver an einem festgestellten Fahrzeug reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Kerngedanke ist es hierbei, bei Lenkbewegungen am festgebremsten Fahrzeug die Bremskraft an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges zu reduzieren. Hierdurch ergeben sich Vor­ teile hinsichtlich des Energiebedarfes während der Lenkvorgänge, beispielsweise bei Parkiervorgängen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in dem für die Auslegung einer Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkanlage ohnehin kritischen Zustand des stehenden Fahrzeuges, bei dem hohe Lenkkräfte auftreten, eine Reduzierung der Lenkkräfte erreicht. Somit kann die Lenkanlage entsprechend schwächer dimensioniert werden, mit Vorteilen hinsichtlich Energieaufnahme, Gewicht, Größe, Herstellkosten etc. Die Reduzierung der Lenkkräfte ist insbesondere bei elektri­ schen Hilfskraftlenkanlagen und rein fremdkraftbetätigten Systemen, wie bei­ spielsweise steer-by-wire-Systemen, von großer Bedeutung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen "aktiven Bremssystemen" verwen­ det werden, die mit Aktuatoren arbeiten, die unabhängig von der Pedalbetätigung durch den Fahrer angesteuert werden können.

Die erfindungsgemäße Reduzierung der Feststellkraft an der Vorderachse kann bei einem auf geneigter Fahrbahn abgestellten Fahrzeug zu einer nicht mehr ausrei­ chenden Feststellwirkung führen. Deshalb wird gemäß Anspruch 2 vorgeschlagen, den Bremskraftverlust an der Vorderachse im Bedarfsfall durch eine gleichzeitig erfolgende Erhöhung der Bremskraft an der Hinterachse des Fahrzeuges zu kom­ pensieren, um insgesamt eine ausreichende Feststellwirkung für das Fahrzeug zu gewährleisten.

Gemäß Anspruch 3 erfolgt die Bremskraftreduzierung an der Vorderachse in Ab­ hängigkeit vom Lenkwinkel der Vorderräder. Die Funktion zwischen Lenkwinkel und Bremskraft kann dabei grundsätzlich beliebig definiert werden, um je nach Lenkwin­ kel ein entsprechendes zugehöriges Lenkmoment zu erhalten. Beispielsweise wird nach Anspruch 4 vorgeschlagen, mit zunehmendem Lenkwinkel die an der Vorder­ achse aufgebrachte Lenkkraft kontinuierlich zu reduzieren, um den Lenkvorgang bei stärker eingeschlagenen Vorderrädern weiter zu erleichtern.

Daneben ist es ebenso möglich, die Bremskraftverteilung in Abhängigkeit von der Lenkwinkel-Änderungsgeschwindigkeit dα/dt zu verändern.

Bei der Bremskraftverteilung wird gemäß Anspruch 5 die Neigung des Fahrzeugs berücksichtigt, um in jedem Fall ein Wegrollen des Fahrzeugs zu verhindern. Auch die Masse des Fahrzeugs (Zuladung, Anhängerbetrieb etc.) kann zur Bemessung der Bremskraft herangezogen werden (Anspruch 6). Selbstverständlich können noch weitere Einflußfaktoren zur Bemessung der Bremskraft verwendet werden, wie beispielsweise die Temperatur der Bremsenkomponenten, fahrzeugspezifische Besonderheiten einzelner Modellvarianten eines Fahrzeugtyps, das Maß der ge­ wünschten Lenkkraftunterstützung etc.

Zur Erhöhung der Bremskraft an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges ist es mög­ lich, ein Feststellbrems-System, das üblicherweise nur bei Verlassen des Fahrzeu­ ges (z. B. elektromotorisch) aktiviert wird, zusätzlich zur Erhöhung der Feststellwir­ kung an der Hinterachse einzusetzen (Anspruch 7). Hierdurch kann an der Hinter­ achse in erhöhtem Maße Bremskraft aufgebracht werden, um die Bremskraft an der Vorderachse und damit die Lenkkräfte weiter reduzieren zu können.

In der Zeichnung ist ein Diagramm wiedergegeben, das die Bremskraftverteilung an der Vorder- bzw. Hinterachse eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit vom Lenkwin­ kel zeigt.

An der Abszisse des Diagrammes ist der Lenkwinkel α der Räder der Vorderachse, an der Ordinate die Bremskraft B aufgetragen. Ausgehend von einem Lenkwinkel α = 0, bei dem die Bremskraft B_VA an der Vorderachse gleich der Bremskraft B_HA an der Hinterachse ist, wird bei Einleitung einer Lenkbewegung die Bremskraft B_VA an der Vorderachse zurückgenommen. Gleichzeitig wird die Bremskraft B_HA an der Hinterachse erhöht, wobei im gewählten Beispiel B_VA und B_HA linear zusammenhän­ gen. Die Steigung der beiden Bremskraftverläufe B_VA und B_HA ist unterschiedlich, um die im vorliegenden Beispiel ungleichen wirksamen Bremsbelagflächen an Vor­ der- und Hinterachse des Fahrzeugs zu kompensieren.

Durch den kontinuierlichen Verlauf der Bremskraft B_VA bzw. B_HA über dem Lenkwin­ kel α wird diese stufenlose Verlagerung der Bremskraft von der Vorder- zur Hinter­ achse erreicht und verhindert, daß der Komfort der Fahrzeuginsassen durch nach außen spürbare Reaktionen oder durch auftretende Geräusche beeinträchtigt wird.

Abweichend hiervon kann selbstverständlich auch eine Sprungfunktion oder zumin­ dest ein deutlich steilerer Kurvenverlauf vorgesehen werden, um die Lenkkräfte auch bei kleinen Lenkwinkeln signifikant zu reduzieren. So zeigen die strichpunktiert wiedergegebenen Verläufe B_VA' bzw. B_HA' eine Bremskraftverteilung, bei der bereits bei relativ kleinen Lenkwinkeln α die Bremskraft B_VA' vollkommen zurückgenommen wird, um die Lenkkräfte maximal zu reduzieren.

Ferner ist im Diagramm der Verlauf der Bremskraft B_VA'' bzw. B_HA'' bei einem Nei­ gungswinkel des Fahrzeugs β < 0 wiedergegeben (gestrichelte Linien). Hierbei sind gegenüber der Feststellung des Fahrzeugs auf einer waagrechten Fahrbahn höhere Feststellkräfte aufzubringen, um das Fahrzeug am Wegrollen zu hindern. Hierbei ist eine Reduzierung der Bremskraft B_VA'' an der Vorderachse unter den Wert D nicht möglich, da andernfalls die an der Hinterachse aufbringbare Bremskraft B_HA'' alleine nicht mehr ausreichen würde, um das Fahrzeug sicher zu halten. Alternativ kann anstelle der Mindestkraft D an der Vorderachse zusätzlich Bremskraft über eine unabhängig arbeitende Feststellbremseinrichtung aufgebracht werden. Alternativ kann anstelle der Mindestkraft D an der Vorderachse über eine unabhängig arbei­ tende Feststellbremseinrichtung zusätzlich Bremskraft an der Hinterachse aufge­ bracht werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bemessung der Bremskraft an einer Vorderachse und einer Hinterachse eines durch selbsttätigen Bremseneingriff festgestellten Fahr­ zeugs, bei dem bei Aufbringung von Lenkbewegungen an den Rädern der Vorderachse die Bremskraft (B_VA) an der Vorderachse verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig die Bremskraft (B_HA) an der Hin­ terachse erhöht wird, um die Verringerung der Bremskraft (B_VA) an der Vor­ derachse auszugleichen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung der Bremskraft (B_VA bzw. B_HA) in Abhängigkeit vom Lenkwinkel (α) der Räder an der Vorderachse erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmendem Lenkwinkel (α) die Brems­ kraft (B_VA) an der Vorderachse kontinuierlich verringert und gegebenenfalls die Bremskraft (B_HA) an der Hinterachse entsprechend erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung der Bremskraft (B_VA bzw. B_HA) in Abhängigkeit vom Neigungswinkel (β) des Fahrzeugs erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung der Bremskraft (B_VA bzw. B_HA) in Abhängigkeit von der Masse des Fahrzeugs erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft (B_HA) an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges zumindest teilweise von einer Feststellbremseinrichtung aufgebracht wird.